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库仑

科普小知识2022-09-20 19:44:53
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库仑(Charlse-AugustindeCoulomb1736--1806),汉语译为:查利·奥古斯丁·库仑。法国工程师、物理学家。1736年6月14日生于法国昂古莱姆。1806年8月23日在巴黎逝世。

中文名:查利·奥古斯丁·库仑

英文名:Charlse-AugustindeCoulomb

籍贯:法国

出生地:法国昂古莱姆

性别:男

国籍:法国

出生年月:1736年6月14日

星座:双子座

去世年月:1806年8月23日

职业:物理学家

毕业院校:美西也尔工程学校

代表作品:《电力定律》

1、个人概述

1736年6月14日生于昂古莱姆。1761年毕业于军事工程学校,并作为军事工程师服役多年。后因健康日坏,*回家,因此有闲暇从事科学研究。由于他写的一篇题为《简单机械论》(Theoriedes Machines Simples)的报告而获得法国科学院的奖励,并由此于1781年当选为法国科学院院士。法国大革命时期,他辞去公职,在布卢瓦附近乡村过隐居生活,拿破仑执政后,他返回巴黎,继续进行研究工作。1806年8月23日在巴黎逝世。

2、职业生涯

库仑不仅在力学和电学上都做出了重大的贡献,做为一名工程师,他在工程方面也作出过重要的贡献。他曾设计了一种水下作业法。这种作业法类似于现代的沉箱,它是应用在桥梁等水下建筑施工中的一种很重要的方法。

磁学中的库仑定律也是利用类似的方法得到的。1789年法国大革命爆发,库伦隐居在自己的领地里,每天全身心地投入到科学研究的工作中去。同年,他的一部重要著作问世,在这部书里,他对有两种形式的电的认识发展到磁学理论方面,并归纳出类似于两个点电荷相互作用的两个磁极相互作用定律。库仑以自己一系列的著作丰富了电学与磁学研究的计量方法,将牛顿的力学原理扩展到电学与磁学中。库仑的研究为电磁学的发展、电磁场理论的建立开拓了道路。这是他的扭秤在精密测量仪器及物理学的其它方面也得到了广泛的应用。


库仑定律实验图

最后库仑终于找出了在真空中两个点电荷之间的相互作用力与两点电荷所带的电量及它们之间的距离的定量关系,这就是静电学中的库仑定律,即两电荷间的力与两电荷的乘积成正比,与两者的距离平方成反比。库仑定律是电学发展史上的第一个定量规律,它使电学的研究从定性进入定量阶段,是电学史中的一块重要的里程碑。电荷的单位库仑就是以他的姓氏命名的。

但是对于异种电荷之间的引力,用扭称来测量就遇到了麻烦。因为金属丝的扭转的回复力矩仅与角度的一次方成比例,这就不能保证扭称的稳定。经过反复的思考,库仑发明了电摆。他利用与单摆相类似的方法测定了异种电荷之间的引力也与它们的距离的平方成反比。

经过了这们巧妙的安排,仔细实验,反复的测量,并对实验结果进行分析,找出误差产生的原因,进行修正,库仑终于测定了带等量同种电荷的小球之间的斥力。上述实验表明,两个电荷之间的距离为4:2:1时,扭转角为1:4:16。由于扭转角的大小与扭力成反比,所以得到:两电荷间的斥力的大小与距离的平方成反比。库仑认为第三次的偏差是由漏电所致。

库仑的扭秤是由一根悬挂在细长线上的轻棒和在轻棒两端附着的两只平衡球构成的。当球上没有力作用时,棒取一定的平衡位置。如果两球中有一个带电,同时把另一个带同种电荷的小球放在它附近,则会有电力作用在这个球上,球可以移动,使棒绕着悬挂点转动,直到悬线的扭力与电的作用力达到平衡时为止。因为悬线很细,很小的力作用在球上就能使棒显著地偏离其原来位置,转动的角度与力的大小成正比。库仑让这个可移动球和固定的球带上不同量的电荷,并改变它们之间的距离:

第一次,两球相距36个刻度,测得银线的旋转角度为36度。

第二次,两球相距18个刻度,测得银线的旋转角度为144度。

第三次,两球相距8.5个刻度,测得银线的旋转角度为575.5度。

库仑用自己发明的扭秤建立了静电学中著名的库仑定律。同年,他在给法国科学院的《电力定律》的论文中详细地介绍了他的实验装置,测试经过和实验结果。

库仑在1785年到1789年之间,通过精密的实验对电荷间的作用力作了一系列的研究,连续在皇家科学院备忘录中发表了很多相关的文章。年法国科学院悬赏,征求改良航海指南针中的磁针的方法。库仑认为磁针支架在轴上,必然会带来磨擦,要改良磁针,必须从这根本问题着手。他提出用细头发丝或丝线悬挂磁针。同时他对磁力进行深入细致的研究,特别注意了温度对磁体性质的影响。他又发现线扭转时的扭力和针转过的角度成比例关系,从而可利用这种装置算出静电力或磁力的大小。这导致他发明了扭秤,扭秤能以极高的精度测出非常小的力。由于成功地设计了新的指南针结构以及在研究普通机械理论方面作出的贡献,1782年,他当选为法国科学院院士。为了保持较好的科学实验条件,他仍在军队中服务,但他的名字在科学界已为人所共知。他在军队里从事了多年的军事建筑工作,为他1773年发表的有关材料强度的论文积累了材料。在这篇论文里,库仑提出了计算物体上应力和应变的分布的方法,这种方法成了结构工程的理论基础,一直沿用到现在。

库仑在1736年6月14日生于法国昂古莱姆。库仑家里很有钱,在青少年时期,他就受到了良好的教育。他后来到巴黎军事工程学院学习,离开学校后,他进入西印度马提尼克皇家工程公司工作。工作了八年以后,他又在埃克斯岛瑟堡等地服役。这时库仑就已开始从事科学研究工作,他把主要精力放在研究工程力学和静力学问题上。

3、个人荣誉

库仑著有《库仑论文集》(1884年)为纪念他对物理学的重要贡献,电量单位便以库仑命名。

库仑-个人影响

库仑的研究兴趣十分广泛,在结构力学、梁的断裂、材料力学、扭力、摩擦理论等方面都取得过成就。

1773年法国科学院悬赏征求改进船用指南针的方案。库仑在研究静磁力中,把磁针的支托改为用头发丝或蚕丝悬挂,以消除摩擦引起的误差,从而获得1777年法国科学院的头等奖。他进而研究了金属丝的扭力,于1784年提出了金属丝的扭力定律。这二成果具有极为重要的意义,它给出了一种新的测量极小力的方法。同年他设计出一种新型测力仪器──扭秤。利用扭秤,他在1785年根据实验得出了电学中的基本定律──库仑定律。1788年,他把同样的结果推广到两个磁极之间的相互作用,这项成果意义重大,它标志着电学和磁学研究从定性进人了定量研究。

4、人物评价

伟大的物理学家-库仑库仑是十八世纪最伟大的物理学家之一,他的杰出贡献是永远也不会磨灭的。

库仑-物理单位

库仑是电量单位。为纪念法国物理学家C.A.de库仑而命名。简称库,用C表示,是国际单位制的导出单位,用基本单位表示的关系式为秒·安培(s·A)定义如下:

1A电流在1s内输运的电量,即1C=1A·s。

1C约相当于6.25×10^18个电子的电量。库仑和其他电量单位之间的换算关系为

1C相当于3×10^9CGS静电系电量单位(esu)。

1C相当于0.1CGS电磁系电量单位(emu)。

1库仑=1安培·秒

若导线中载有1安培的稳恒电流,则在1秒内通过导线横截面积的电量为1库仑。

库仑不是国际标准单位,而是国际标准导出单位。1库仑=1安培·秒。一个电子所带负电荷量e=1.6021892×10^-19库仑,也就是说1库仑相当于6.24146×10^18个电子所带的电荷总量。

5、库仑定律

库仑定律(Coulomb'slaw)是法国物理学家查利·奥古斯丁·库仑(Coulomb,Charles-Augustinde,1736年-1806年)于1785年发现。库仑定律是电学发展史上的第一个定量规律,它使电学的研究从定性进入定量阶段,是电学史中的一块重要的里程碑。

库仑定律:在真空中两个静止的点电荷q1及q2之间的相互作用力的大小和q1q2的乘积成正比,和它们之间的距离r的平方成反比,作用力的方向沿着它们的连线,同号电荷相斥,异号电荷相吸引。